CZYM SKUTKUJE POCHYLENIE TRZONU STEROWEGO W RUCHU BOJERA?

Witold Kurski – były zawodnik bojerowy

   EFEKTY KINEMATYCZNE WYSTĘPUJĄCE  W ŚLIZGU Z PRZEDNIĄ PŁOZĄ STERUJĄCĄ PRZY  POCHYLENIU TRZONU STEROWEGO 

Prezentowane kadrze bojerowej na spotkaniu środowiskowym

Nieporęt  23-24  październik 2010 r.

Przy pochyleniu trzonu sterowego występują efekty kinematyczne, statyczne i dynamiczne wywołujące  bardzo złożone skutki w zachowaniu się ślizgu lodowego. 

Na rysunku 1 przedstawiono najprostszy przypadek dla  ślizgu z przednią płozą sterującą i ze sworzniem płozy nie przesuniętym względem osi trzonu sterowego, który jest pochylony do tyłu. Powstają dwa efekty kinematyczne:

·         Przy obrocie trzonu sterowego o kąt j płoza sterowa odchyla się od płaszczyzny pionowej o kąt  N według zależności pokazanej na rysunku 1. Jest to zjawisko bardzo pożyteczne bowiem pochylenie płozy jest w pożądaną stronę i wtedy zwiększa się zdolność płozy do przenoszenia siły bocznej.

·         Przy obrocie trzonu sterowego o kąt  j ostrze płozy sterowej obraca się po powierzchni lodu o kąt  Q według zależności pokazanej na rysunku 1. Ostrze płozy po powierzchni  lodu obraca się o kąt mniejszy niż wynosi obrót trzonu sterowego. Przy pochyleniu trzonu do 25 stopni nie ma to wielkiego znaczenia ale w ślizgu BLOKART gdzie pochylenie p wynosi sześćdziesiąt stopni, ta zależność ma fundamentalne znaczenie, bowiem różnice w kątach obrotu są dwukrotne.

Jeśli  sworzeń płozy sterowej jest przesunięty względem osi sworznia sterowego to powstają dodatkowe efekty kinematyczne i związane z nimi efekty statyczne i dynamiczne. W tym blogu omówimy jedynie  dodatkowy efekt kinematyczny którym jest unoszenie lub opadanie dziobu ślizgu po odchyleniu sterownicy.  To unoszenie lub opadanie dziobu ślizgu skutkuje reakcją na sterownicy. Jeśli przy odchylaniu sterownicy  dziób unosi się w górę to na sterownicy powstaje moment stabilizujący,  jeśli dziób opada to powstaje moment destabilizujący. Jest to ten sam efekt który występuje na kierownicy samochodu i ten efekt  stabilizujący uzyskuje się w samochodach przez odpowiednie pochylanie osi obrotu zwrotnicy.

Bardziej złożone zjawiska  występują przy większych prędkościach ślizgu lub samochodu i są to efekty dynamiczne.  Ich omówienie odłożymy do kolejnego blogu.

                                                                                         Skorygowano 15 sierpnia 2017 r. w Gdańsku

Opracował na blogu - Paweł Kurski - fan żeglarstwa lodowego. 

Co powiedziałby Napier o równoległości płóz?

. Witold Kurski – były zawodnik bojerowy

   CO  POWODUJE ZAKŁÓCENIA RÓWNOLEGŁOŚCI OSTRZY PŁÓZ  W  CZASIE  RUCHU  ŚLIZGU LODOWEGO

Przygotowane na Kursokonferencję Środowiskową w 2011 r.

Wstęp 

Za naruszenie równoległości ostrzy płóz w czasie ruchu ślizgu odpowiedzialnych jest wiele efektów, ale żaden z nich  samodzielnie tej równoległości nie naruszy. Dopiero wystąpienie dwóch lub więcej efektów równocześnie, skutkuje łącznie naruszeniem równoległości płóz.

Te  przyczyny to równoczesne  wystąpienie obrotów płozy w zawieszeniu o kąt   f względem jej obsady i   odchylenie  płozy od pionu o kąt p oraz bezwzględna prawdziwość wzorów Nepera.

Na rysunku 1 pokazano, że kąt f  ma trzy składowe:

• Zmiany nachylenia kadłuba o kąt  f1 do płaszczyzny lodu wskutek zmian ugięcia płozownicy.
• Skręcenie końców płozownicy o kąt   f2  jako zjawisko towarzyszące gięciu płozownicy.
• Obrót o kąt f3  nachylonej do powierzchni lodu płozy wokół jej sworznia przy pokonywaniu nierówności.

Na rysunku 2 pokazano jak powstaje kąt p.

Zmiany kątów ugięcia końców płozownicy skutkują odchyleniem od pionu płaszczyzny płozy o kąt p. W wyniku ugięcia środka płozownicy jej końce nachylają się do powierzchni lodu o kąt p1. Wyliczenie tego kąta dla inżyniera nie przedstawia jakiejkolwiek trudności.

Żeglarzowi jednak znacznie łatwiej będzie obciążyć ślizg i posłużyć się prostym chyłomierzem, należy go tylko ustawić prostopadle do położenia gdy mierzono kąty skręcenia końców płozownicy.

Analiza fotografii ślizgów podczas regat wykazuje, że osiąganie kąta ugięcia p1 na poziomie sześciu stopni nie jest niczym nadzwyczajnym.

Obrót linii styku ostrzy płóz bocznych w czasie ruchu ślizgu

Wydawałoby się że jakakolwiek analiza zmian kątów musi być bardzo skomplikowana. Tak nie jest bowiem pomocne są wzory trygonometrii sferycznej. Trudniejszym problemem jest oszacowanie wartości wejściowych do analizy.

Na rys.3 pokazano poglądowo, że równoczesne zaistnienie kąta obrotu  f i zmiany nachylenia płaszczyzny płozy od pionu o kąt p skutkuje zmianami odległości przodu i tyłu płozy od płaszczyzny symetrii  ślizgu, a więc obrotem ostrza płozy po powierzchni lodu.

Ten kąt obrotu  linii styku ostrza płozy bocznej można wyliczyć z trójkąta sferycznego patrz rys.4, którego boki i kąty powstają z płaszczyzn: lodu, płozy i kąta obrotu  f. Ostatecznie kąt z obrotu linii styku ostrza płozy z powierzchnią lodu jest:

                                              Z  =  p · f            

Kąty  p i  f trzeba wyrazić w radianach, wtedy kąt z otrzymamy też w radianach.

 Dla f=2 stopnie = 0.035 radiana  i  p =3 stopnie  =  0.052 radiana  kąt obrotu ostrza płozy wynosi  z = 0.105 stopnia = 0.00182  radiana co zakłóca równoległość płóz o  2.56 mm patrz rys. 5. Jest to wartość bardzo duża biorąc pod uwagę, że staramy się zachować równoległość płóz z dokładnością do 0.1 mm.

Zmiany w równoległości ostrzy płóz w ruchu ślizgu

Każde odstępstwo od równoległości płóz w ruchu  ślizgu skutkuje przyhamowaniem ślizgu. Biorąc po uwagę, że żeglując na kursach bejdewind płoza nawietrzna jest odciążona to nawet niewielkie błędy w równoległości płóz nie eliminują zawodnika. Natomiast na kursach baksztagowych płozy naciskają na lód równomierniej i najmniejsza nierównoległość skutkuje przyhamowaniem ślizgu.

Wniosek: Ustawiając równoległość płóz należy to robić przy takim ugięciu płozownicy jakie występuje na kursach baksztagowych.

Wnioski końcowe

Zmniejszenie do minimum obrotów końcowych przekrojów płozownicy oraz utrzymanie prostopadłych do powierzchni lodu płóz to warunek konieczny  do zminimalizowania zakłóceń równoległości płóz w ruchu ślizgu.

Ponieważ  pomysłowość ludzka jest nieograniczona pozostaje zwrócić się do braci żeglarskiej o wysiłki w celu znalezienia rozwiązania z wykorzystaniem podanej zasady.

Praktyczny sposób postępowania osiągnięcia równoległości ostrzy płóz w ruchu ślizgu, bez konieczności taklowania ślizgu jest opisany przez J.Gougeona. W sposobie tym J.Gougeon stara się spełnić wszystkie powyższe warunki, jednakże opisana przez niego realizacja w artykule ,,Iceboat Runner Blades”- Strona www.idniyra.org/articles  pozwala na spełnienie powyższych warunków jedynie w sposób przybliżony ale dla praktyki w zupełności wystarczający.

                                                                                         Skorygowano  20 czerwca 2017 

Opracował na blogu Paweł Kurski - fan żeglarstwa lodowego.  

BOJEROWCY W OBRONIE LENINGRADU.

Witold Kurski – były zawodnik bojerowy

    CO TO BYŁY ROSYJSKIE CZIORTOGONY  ?

Z jednego z poprzednich wpisów na blogu dotyczącego konstrukcji ramowej płozownicy ślizgu lodowego można się dowiedzieć że takie płozownice stosowano na dużych rosyjskich towarowych ślizgach lodowych i że, poza prawidłową rosyjską literacką nazwą „WIETROLET” czyli „BUJER”, powszechnie używano nazwy „CZIORTOGON”. A cziort  to znaczy diabeł. Największe rosyjskie cziortogony  niosły po 60  metrów kwadratowych żagla.

Na rysunkach  rys.1 i rys.2 pokazano konstrukcję takiego bojera z żaglami o powierzchni  45 metrów kwadratowych. Załoga manewrowa to było dwóch żeglarzy, a bojer mógł przewozić ładunki o masie do 600 kilogramów. Na zatoce Fińskiej  w latach drugiej  wojny, była to żywność i amunicja dowożona do wmarzniętych w lód kutrów torpedowych a więc do stanowisk bojowych.  Na jeziorze Ładoga   była to żywność w jedną stronę, przeważnie worki z mąką, a w drugą stronę to ewakuowani mieszkańcy najczęściej kobiety i dzieci.

Najkrótsza droga ewakuacji z Leningradu,  to z Kokorewa znajdującego się na zachodnim brzegu jeziora do Kobony na wielkiej ziemi.  Tam i z powrotem  ponad 60 kilometrów. Niektórym bojerom w ciągu dnia udawało się trzykrotnie pokonać tę trasę, a na jeziorze Ładoga działał odział bojerowy złożony z 75 ludzi i 19 ślizgów towarowych. Bojery jeździły  również do zatoki Świrskiej  ponad 100 km w jedną stronę. Ten oddział działał do czasu gdy uruchomiono po jeziorze transport kołowy samochodami ale to dopiero gdy nastały silne mrozy.

Przedstawiony na rysunkach rys.1 i rys.2 ślizg został skonstruowany w latach trzydziestych zeszłego stulecia przez  N. J. Ljudewiga z Leningradu. Był on również konstruktorem jachtów regatowych między innymi szeroko rozpowszechnionego kilowego jachtu konstrukcji drewnianej Ł6. Niestety Ljudewig nie przeżył blokady Leningradu, jak również  wielu żeglarzy bojerowych zginęło w akcjach na skutek ataków samolotów. Bojer nawet uzbrojony w lekką broń maszynową nie ma jakichkolwiek szans w spotkaniu z samolotami. Po zakończeniu zimy bojerowcy przesiadali się na małe motorowe barki  transportowe zwane TENDERAMI i brali dalej udział w przełamywaniu blokady. Tender podczas jednego kursu przewoził 30 ton  ładunku, a obsługiwała go załoga dwuosobowa, podobnie jak bojer, i można go było wyposażyć w cięższą broń maszynową.  Był to więc bardzo efektywny środek transportu, a straty wśród floty tenderów były niewielkie.  Rosjanie są bardzo dumni  z osiągnięć bojerowców w przełamywaniu blokady Leningradu, a trwała ona prawie przez trzy sezony zimowe i trzy sezony letnie.       

                                                                          Opracowano  9 września 2017 r. w Gdańsku

Opracował na blogu Paweł Kurski - fan żeglarstwa lodowego.